EKSPERIMENT

Za izvedbo naših eksperimentov smo imeli na voljo tri dni, vsak dan po tri ure. Potek vsakega srečanja je opisan v nadaljevanju.

Na začetku našega izvajanja projektne naloge smo se morali najprej posvetovati, kako bomo nalogo izvedli, kakšne metode bomo uporabili in kakšne pripomočke bomo za izvedbo potrebovali.

Odločili smo se za več variant poskusa:

1. zabijanje žebljev s prosto padajočimi utežmi v smrekovo klado
2. zabijanje žebljev z vodilom in palico v smrekovo klado
3. zabijanje žebljev z vodilom in palico v hrastovo klado
4. zabijanje žebljev z vodilom in palico v smrekovo klado, ki se je močno napila vode
5. zabijanje žebljev, namazanih s sredstvom za preprečevanje trenja v ležajih, z vodilom in palico v smrekovo klado
6. zabijanje žebljev različnih dimenzij v vodilom in palico v smrekovo klado
7. zabijanje žebljev v smrekovo klado s kladivom; snemanje udarcev s kamero

Za večino poskusov smo izbrali smrekov les, ker je dovolj mehak, da je mogoče žeblje vanj zabiti tudi z majhno silo, in omogoča izvajanje eksperimentov z različno težkimi utežmi. Hrastov les je znatno bolj trd.

Ugotovili smo, da bomo za izvedbo potrebovali naslednje:

• žeblje različnih dimenzij
• kladivo
• smrekovo in hrastovo klado
• kljunasto merilo
• uteži
• stojalo
• palico in vodilo
• milimetrski papir
• ravnilo
• kamero
• vžigalnik
• vrvico
• klešče za odstranjevanje zabitih žebljev
• sprej za namastitev žebljev in palice

Ker v delavnici ni bilo vsega, kar smo potrebovali za naše eksperimente, smo manjkajoče elemente – klade in uteži – naročili v lesarski in mehanski delavnici.

Ko smo se sestali naslednjič, smo imeli vse potrebščine za izvedbo našega eksperimenta.

Najprej smo iz odpadnega lesa naredili šablono, ki nam bo v pomoč pri zabijanju žebljev, saj smo morali vsak žebelj že predhodno zabiti za nekaj milimetrov. Drugače bi se pod težo uteži ukrivil ali pa ga ne bi bilo mogoče zabiti.

Najprej smo se lotili izvedbe z utežmi:
Na voljo smo imeli 500-, 1000- in 1500-gramske uteži, ki smo jih z vrvico privezali na tanko železno palico, pritrjeno na stojalo. Palico smo lahko z drsnikom regulirali na različne višine na stojalu. Pod stojalom pa je bila dolga smrekova klada, v katero smo narahlo že zabili žeblje s pomočjo šablone. Izmerili smo višino žebljev.

Najprej smo uporabili 500-gramsko utež. Z vrvico smo jo namestili 10 centimetrov nad žebelj, nato pa vrvico z vžigalnikom prežgali, da je utež padla na žebelj. Enako utež smo uporabili na petih žebljih, da bomo kasneje lahko primerjali rezultate oziroma odstopanja. Po petih poizkusih smo s kljunastim merilom izmerili, koliko žeblja še gleda iz klade, da smo lahko izračunali za koliko se je zabil. Na to smo nastavili višino še na 20 centimetrov in kasneje na 25 centimetrov ter uporabili enako izvedbo poizkusa.

Enako metodo smo uporabili še s 1000- in 1500-gramsko utežjo ter si zapisali vse rezultate.

Ko smo končali z meritvami za vsako utež posebej, smo prišli še na idejo, da bi lahko vsako utež namesto enkrat, spustili dvakrat na isti žebelj in primerjali, ali se bo v drugem poskusu zabil enako globoko kot v prvem. Ponovno smo uporabili pet žebljev, na vsakega spustili utež in izmerili za koliko se je zabil, ter na isti žebelj še enkrat spustili enako utež. Uporabili smo vse tri vrste uteži, spuščali smo jih s 25 centimetrov.

Nato smo poskusili posneti udarec s kladivom:
Žebelj smo toliko zabili s šablono, da je stal v kladi. Postavili smo ga pred list milimetrskega papirja in z običajnim digitalnim fotoaparatom posneli udarec kladiva po žeblju. Ko smo na računalniku analizirali posnetek, smo ugotovili, da 30 slik na sekundo, kolikor jih zmore fotoaparat, ni dovolj, da bi lahko z zadovoljivo natančnostjo določili hitrost udarca. Zato smo se dogovorili, da si bomo pri prof. Planinšiču izposodili aparat za hitro slikanje, ki lahko naredi do 1200 slik v sekundi.

Ob koncu našega srečanja smo še v čašo z vodo namočili  majhno smrekovo klado, da jo bomo naslednjič uporabili za izvedbo poskusa zabijanja žeblja v moker les.

Zadnji dan, ki smo ga imeli za izvedbo naših poskusov, smo porabili za merjenje z vodilom in palico, preizkušanja različnih žebljev in lesa ter za merjenje hitrosti zabijanja žeblja s kladivom s fotoaparatom za hitro slikanje.

Najprej smo se lotili merjenja z vodilom in utežjo:
Na stojalo smo s pomočjo držala namestili vodilo, skozi katerega bomo spuščali utež na pet žebljev, zabitih v klado pod stojalom. Seveda smo najprej določili višino, s katere bomo spuščali utež po vodilu.

Ko smo naredili poskus, smo se odločili, da bomo prav tako kot z prejšnjimi utežmi izvedli še varianto, pri kateri na isti žebelj spustimo utež dvakrat, ter izmerimo, za koliko se je zabil prvič in za koliko drugič. Vse rezultate smo vestno zapisovali.

Ocena vpliva različnih dejavnikov:
Ko smo končali, smo izvedli še zabijanje žebljev v hrast, tršo vrsto lesa, s pomočjo vodila in uteži, ter zabijanje žebljev v  smrekovo klado, napito vode. V namočen les žebljev nismo zabijali z dvema udarcema, saj je drugi udarec žebelj popolnoma zabil v klado. Zato ne moremo biti prepričani, kaj je ustavilo žebelj – morda je porabil vso energijo, morda pa je klada zaustavila palico in  ta ni mogla predati žeblju vse energije.

Prav tako smo preizkusili metodo zabijanja namaščenih žebljev v smrekovo klado s pomočjo vodila in uteži. Žeblje smo namastili s sprejem za zmanjševanje trenja v ležajih SonaxMoS2. Nato smo testirali še dve dodatni dimenziji žebljev; zabijali smo jih z vodilom in palico v smrekov les pri običajnih pogojih.

Zabijanje s kladivom:
Na koncu smo uporabili še zadnjo metodo, zabijanja žeblja s kladivom v klado. Poskus smo izvedli tako, da smo na stojalo pritrdili milimetrski papir ter na milimetrski papir še 30-centimetrsko kovinsko merilo, ki nam je bilo v pomoč pri določitvi hitrosti udarca. Približno meter stran smo namestili kamero, ki je snemala naš poskus s 300 slikami na sekundo. Nastavili smo tudi reflektor, ki nam je osvetljeval celotno delovno površino, saj je za take posnetke potrebno veliko svetlobe. Posneli smo zabijanje sedmih žebljev, vsakega z dvema udarcema.